非視覚性光効果

照明計画

建築照明:生物学的影響、空間的効果

非視覚的な光の影響は、照明業界のトレンドテーマではあるとともに、生物学的にも考慮されるべき問題です。人間は進化の過程で昼光に適応してきました。.
何十万年にもわたり、人間の体内リズムは、自然環境、すなわち屋内外の環境、そして周りの植生や水域の中で進化してきました。この進化において重要だったのは、明るさだけでなく、光のダイナミズムでした。太陽の位置、季節、雲、大気、スペクトルの変化などがそれにあたります。.
この発展過程から考えると、人工照明が室内空間に恒久的に滞在することは、非常に新しい現象です。電灯の歴史は約150年しかなく、スペクトル変調されたLED照明の歴史は数十年です。.
バイオフィリックデザインは、このことに着目しています。建築は、植生、自然光といった自然環境要因を、より強く屋内空間に再び取り込もうと試みています。これらの自然環境要因の中で最も重要なのは光です。.
非視覚的光効果は、生体が生息環境のパラメータに生理的に反応することを示しています。.

メラノピック光作用 dguv
ミュンヘン ミュンヘナー・トーア
竹林
進化生物学的な文脈

環境要因としての光

非視覚的照明効果  人間は進化の過程で昼光に適応してきました。.

何十万年にもわたり、人間の体内リズムは、自然環境、すなわち屋内外の環境、そして周りの植生や水域の中で進化してきました。この進化において重要だったのは、明るさだけでなく、光のダイナミズムでした。太陽の位置、季節、雲、大気、スペクトルの変化などがそれにあたります。.

この発展過程から考えると、人工照明が室内空間に恒久的に滞在することは、非常に新しい現象です。電灯の歴史は約150年しかなく、スペクトル変調されたLED照明の歴史は数十年です。.
バイオフィリックデザインは、このことに着目しています。建築は、植生、自然光といった自然環境要因を、より強く屋内空間に再び取り込もうと試みています。これらの自然環境要因の中で最も重要なのは光です。.

非視覚的光効果は、生体が生息環境のパラメータに生理的に反応することを示しています。.

生理学的基礎 – メラノピック光作用

非視覚的な光の効果は、光感受性網膜神経節細胞(ipRGCs)を介して伝達されます。これらの細胞には光色素Melanopsinが含まれており、波長約480 nmの短波長光に対して特に敏感に反応します。.
これらの細胞からの信号は、概日リズムシステムの中心的な制御ハブである視交叉上核へ直接伝達されます。それらは以下の点に影響を与えます。

  • 睡眠覚醒リズム
  • ホルモン調節(メラトニンやコルチゾール分泌など)
  • 覚醒と意識
  • 植物生育プロセス

古典的な視覚的照明が目の中で錐体細胞や桿体細胞といった受容体を通して知覚されるのとは異なり、メラノピック光は画像形成とは無関係に作用します。.
しかし、重要なのは、生物学的効果はスペクトル内の青色成分だけに依存するわけではないということです。.
それは以下の点の相互作用から生じます

  • スペクトル組成
  • 目の垂直光度
  • 空間における光の分布
  • 照射時間
  • 時間経過
  • 個々の生物時計(クロノタイプ)

ここでメラノピック測光学が登場します。.

LuxからMEDIへ – 生物学的効果の可視化

CIE S 026により、ipRGCの影響を受ける光を測定するための、国際的に調和された計量システムが初めて導入されました。
これに基づき、DIN/TS 5031-100 では、メラノピック評価の基礎となるα-視覚的指標が定義されています。DIN/TS 67600 では、計画策定のために指標 MEDI(メラノピック等価昼光照度)が導入されています。 これは、眼におけるメラノピック相当の昼光照度を表すものです。.
活動段階における目安として、眼の垂直方向におけるメラノピックEDI値が約250 lxであることがよく挙げられます。この値は科学的な推奨事項(Brownらなど)に基づいており、WELLなどの認証制度にも採用されていますが、厳格な基準値というわけではありません。.
さらに、照明のデータシートには、視覚的照度と生物学的有効性の比率を表す「メラノピック係数(MDERまたはメラノピック・レシオ)」が記載されるケースが増えてきています。.
これらは大きな進歩です。非視覚的な光の効果の定量化・比較を可能にします。
しかし
メラノピック評価は、生理学的パラメータを記述するものです。 これは、以下の建築上の決定に代わるものではありません。
 空間比率
 物質性
透明性
 滞在期間
 利用効果
生物学的影響は測定可能になるが、空間的影響はデザインの課題として残ります。.

ヒューマンセントリックライティング – 産業用語、建築的差別化

計画の実務では、人間中心照明 (HCL) という用語で非視覚効果がしばしばまとめられます。この用語は主に照明器具およびシステム産業に由来しており、概日リズムに関する知見を技術的に制御可能な照明ソリューションに翻訳しようとする試みを表しています。.
HCLは、光を人間のニーズに合わせるという正当な目的を追求しています。しかし、この用語によく伴う単純化が問題です。.
多くのアプリケーションでは、HCL は次のように削減されます。
 動的に変更可能な色温度
 プリプログラムされた日経過
 LEDシステム内のスペクトル調整
これらの側面は技術的に重要ですが、非視覚的な光効果の一部にすぎません。.
HCLは、自動的に室内の質を規定するのではなく、システムの可動域を規定します。.
非視覚的な光の効果は、以下の要素の相互作用によって生じます。
 空間のプロポーションと素材性
 視野内の輝度分布
 透明性と採光
 曝露期間と時期
 利用効果
 点ではなく面での光の強さ
 静的な照明よりも動的な照明
それは空間認識全体の一部です。.
「生物学的効果=動的色温度」という等式は、「昼食はパスタ、ソース、塩でできている」という考え方と同様に、あまりにも単純化しすぎています。.
非視覚的な光の効果は機能ではありません。それはデザイン上の決定です。.

方向、強度、空間――文脈におけるメラノピック効果

よく単純化される主張に、「垂直照明は生物学的に効果がある」というものがあります。
それは正しいですが、不完全です。.
メラノピック効果は、実際に目に届く光の量に依存します。垂直方向の照明は、直接視野に影響を与えます。.

しかし

  • 点光源は対象を動的に起動できます。.
  • 拡散した表面は静化できます。.
  • 水平照明は効果的に使用可能です。.
  • 静的な照明は意図的に使用することができます。.

問題は、面的なのか点的なのかではありません。 それぞれの空間で、どのような効果を意図しているかを明確にすることです。
非視覚的な光の効果はマニュアル化できません。

時間的ドラマツルギー – 単純な日中曲線を超えて

生物由来の光の効果は、しばしば単純化されて表現されます:

午前=冷たい白、明るい
夕食 = 暖かく、薄暗い

現実はより複雑です。.

概日リズムは個々人で異なり、クロノタイプ(生活時間型)を規定し、活動期と休息期に反応します。利用状況や滞在期間によって変化します。.

建築学的に言えば、それは

  • 光は時間だけでなく、運用法に影響されます。
  • 照射時間は使用量に影響します。
  • ダイナミズムは適応的でなければなりません。

建築は枠組みを提供し、光はそれを彩ります。

境界空間、透明性、そして適応

非視覚的な光の効果は、遷移から始まります。.

強い反射性を持つ太陽光制御ガラスを用いたファサードは、視認性と透明性を低下させます。反射は室内での垂直方向の輝度を低下させ、順応プロセスを困難にします。.

外と内の輝度比の決定

  • 生理学的適応
  • オリエンテーション
  • 安心感

したがって、適応ゾーンは装飾的なバッファーではなく、生理学的に関連性のある設計要素です。.

コントラストはそれ自体、問題ではありません。 それは意図的に視線誘導やオリエンテーションに貢献することができます。 重要なのは、それらを意識的に制御することです。.

素材への非視覚的影響 – 対極としての光保護

非視覚的な光の効果は人間だけにとどまりません。光は物質にも影響を与えます。.

短波放射成分を増加させる

  • 老化プロセス
  • 色の変化
  • 材料劣化

美術館、展示、または高級販売スペースでは、以下の間でトレードオフが生じます。

  • メラノピシュレ活性化
  • 保守的な光保護

非視覚的な光の効果は、材料保護、エネルギー効率、そして知覚の狭間で揺れ動いています。.

規範的枠組み – 指針であり、設計の代用品ではない

非視覚的な光の効果は科学的に裏付けられ、基準によって記述されていますが、義務的な規制はありません。.
関連する基本事項は以下のとおりです。

  • DIN EN 12464-1(附属書B)
  • DIN/TS 5031-100
  • DIN/TS 67600
  • CIE S 026
  • DGUV 情報 215-220
  • VDI 6011 2ページ

これらの規則は、評価モデルを提供します。 計画を構造化します。 比較を可能にします。しかし、建築的な光のコンセプトに取って代わるものではありません。.

光の質、量より。

よくある誤解は、「生物学的効果にはより高い電力が必要である」というものです。
しばしば、その逆が当てはまる。.

durch

  • ターゲットを絞った垂直照明
  • スペクトル最適化
  • 自然採光の統合
  • 適応制御と時間制御

限られた電力でも効果的な照明環境を実現できます。.

非視覚的発光効果はエネルギー効率と矛盾するものではありません。さらに、持続可能な効率的な視覚効果の一部となり得ます。.
さらに、企業においては、従業員の健康状態にも影響をあたえ、ミスや病欠を減少させ、労働環境の向上による労働時間の短縮が可能になります。.

設計の前段階

DAY & LIGHT

計画実務においては、非視覚的な光の影響はしばしば技術的な側面にフォーカスされがちです。.
DAY & LIGHTは設計をパラメータとしてとらえています。
非視覚的な効果は、以下の要素で決定されます。

  • 比例
  • 材料
  • 採光
  • 透明性
  • 空間演出

早期に検討されるべきものです。

ファサードプランナーとともに、デザイン的な照明コンセプトを決定します。
生物学と空間演出の間の建築的な翻訳作業として、光の効果は重要です。